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两种探空仪观测湿度垂直分布及其应用比较

颜晓露 郑向东 李蔚 马金

颜晓露, 郑向东, 李蔚, 等. 两种探空仪观测湿度垂直分布及其应用比较. 应用气象学报, 2012, 23(4): 433-440..
引用本文: 颜晓露, 郑向东, 李蔚, 等. 两种探空仪观测湿度垂直分布及其应用比较. 应用气象学报, 2012, 23(4): 433-440.
Yan Xiaolu, Zheng Xiangdong, Li Wei, et al. Inter-comparision and application of atmospheric humidity profiles measured by CFH and Vaisala RS80 radisondes. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(4): 433-440.
Citation: Yan Xiaolu, Zheng Xiangdong, Li Wei, et al. Inter-comparision and application of atmospheric humidity profiles measured by CFH and Vaisala RS80 radisondes. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(4): 433-440.

两种探空仪观测湿度垂直分布及其应用比较

资助项目: 

国家自然科学基金项目 40875014

详细信息
    通信作者:

    郑向东, E-mail: zhengxd@cams.cma.gov.cn

Inter-comparision and Application of Atmospheric Humidity Profiles Measured by CFH and Vaisala RS80 Radisondes

  • 摘要: 对2010年8月在云南腾冲利用芬兰Vaisala RS80和低温霜点仪 (Cryogenic Frostpoint Hygrometer,CFH) 两种探空仪测量大气湿度的垂直分布进行对比分析,同时比较它们白天和夜间测量误差的差别,并对国产GTS1,RS80和CFH共3种探空仪测量水汽总量与地基GPS遥测结果进行比较。结果表明:RS80湿度测值在整个对流层比CFH测值偏干 (23.7±18.5)%;因太阳辐射白天RS80偏干较夜间更明显,比夜间偏干 (13.5±14.8)%。而在对流层上层向平流层过渡区域内RS80湿度数据基本无效。CFH在低温、低湿环境下对湿度能有效测量,但在湿度较高的对流层低层测值偏高,导致比较中CFH水汽总量平均比GPS遥测的水汽总量偏高 (4.3±2.0) mm (样本数为11),而RS80,GTS1与GPS的水汽总量差别分别是 (0.2±1.4) mm (样本数为12), (-0.2±2.2) mm (样本数为43)。地基GPS遥测的水汽总量对对流层上层至平流层的水汽变化不敏感。由于RS80测量相对湿度在高空偏低,通过RS80相对湿度测值来确定中、高云结果是偏低的,特别是对6000 m以上的高云判别上,RS80相对湿度的探测几乎很难甄别到云的存在。
  • 图  1  2010年8月云南腾冲CFH,RS80探空仪观测水汽垂直分布的比较 (a) 及RS80相对于CFH的测值误差δq(b)

    Fig. 1  Vertical profiles of water concentration (a) measured by CFH and RS80 radiosondes with their relative difference δq(b) at Tengchong, Yunnan in August 2010

    图  2  2010年8月26日白天云南腾冲CFH,RS80探空仪观测水汽垂直分布的比较

    (a) 水汽垂直分布,(b) 相对误差

    Fig. 2  Individual intercomparison of day-time water vapor concentration profiles (a) measured by CFH and RS80 radiosondes with their relative difference δq(b) at Tengchong, Yunnan on 26 August 2010

    图  3  2010年8月15日夜间云南腾冲CFH,RS80探空仪观测水汽垂直分布的比较

    (a) 水汽垂直分布,(b) 相对误差

    Fig. 3  Individual intercomparison of night-time water vapor concentration profiles (a) measured by CFH and RS80 radiosondes with their relative difference δq(b) at Tengchong, Yunnan on 15 August 2010

    图  4  2010年8月云南腾冲探空仪水汽总量在不同情形下与GPS地基遥测的水汽总量比较及相互关系

    Fig. 4  Intercomparisons of precipitable water (PW) amounts between GPS measurements and different integrated values of radiosonde-based water concentration profiles at Tengchong, Yunnan in August 2010

    表  1  RS80和CFH测量平均水汽体积混合比比较 (单位:10-6)

    Table  1  Intercomparsion of averaged water vapor concentrations between CFH and Vaisala RS80 radiosonde measurements (unit: 10-6)

    高度/km RS80 CFH
    混合比±标准差样本数混合比±标准差样本数
    0~513583±542654615334±6403540
    5~102164±18655422335±2044517
    10~1558±9055079±109485
    15~2010±14526*4.7±1.1382
    20以上135±233322*5.0±1.0192
     注:*表示测值已没有意义。
    下载: 导出CSV

    表  2  2010年RS80与CFH在云南腾冲分别对云的观测高度 (单位:m)

    Table  2  Inter-comparison of cloud altitudes detected by RS80 and CFH at Tengchong, Yunnan in 2010(unit: m)

    日期 低云中云高云
    CFHRS80CFHRS80CFHRS80
    08-08500~17253710~4206
    08-13500~2000749~18262000~38752155~2596
    5875~6067
    08-15500~1624572~15953382~60003654~60006000~89396000~6572
    08-17500~2000566~20002000~37952000~30947700~8225
    08-19500~20001468~22712000~44803365~44175924~6557
    7376~8079
    08-21500~2000500~33912000~53874179~50706075~6557
    7037~7170
    8331~8343
    08-22685~43931700~17514977~61573933~40736523~6694
    08-24500~20001661~24392000~49692888~4931
    08-26500~20811871~20132510~36226180~67886449~6500
    3926~52007105~7181
    08-28523~16761394~14601933~28972324~26907376~7937
    3099~3276
    3629~3843
    08-30500~20002000~38052657~3766
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-12
  • 修回日期:  2012-06-01
  • 刊出日期:  2012-08-31

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